一种基于便携式PC的数据采集系统

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                    1? 引言

??? 20世纪80年代，由于个人计算机的应用，出现了以个人计算机为基础的卡式仪器(Personal Computer Card Instrument简称PCCI)，也称为个人仪器(Personal Computer)或PC仪器(PCI)，它将传统的独立仪器与个人计算机的软硬件资源融为一体，以较高的性能价格比、较强的灵活性以及菜单式操作的方便性等突出特色进入测量测试领域，使仪器领域掀起了一次改进设计的高潮。随着计算机技术发展和便携式电脑的出现，国内外相继推出了基于笔记本电脑的便携式测试仪器，这是虚拟仪器的新发展，它除了具有卡式仪器的所有功能之外，为野外操作和自动测试提供了很大的方便。

??? 本文设计了一种基于TI公司的DSP 芯片320LF- 2407A的数据采集系统，它可通过串口RS232与便携式PC实现实时通讯，通过开发基于便携式PC机(笔记本电脑)的专用软件系统(基于Lab Windows/CVI 6.0)，可对采得的数据进行实时处理，并以图、表、文字等多种形式





给出测量结果，采样和处理得出的数据还可自动存储到文本文件中，便于查询，从而避免了由于意外而造成的实验失败，同时替代了价格昂贵的磁带记录仪和数字处理专用机。
??? 2? 数据采集系统设计

??? 2.1? 数据采集模块总体设计

??? 数据采集硬件，由TI公司的DSP芯片320LF2407A，通过两个信号调理电路，完成对两个加速度传感器ADXL105传输信号的调理，去掉 ADXL105的输出中由于供电电源带来的低频噪声，DSP2407完成A/D转换之后，通过串口实现与笔记本电脑的数据传输。

??? 数据采集模块的硬件设计包括电源板、控制板设计。其硬件构成框图见图1所示。控制板采用DSP芯片作为系统的主控制器，完成信号采样、数据处理及输出控制与监测等功能，包括时钟电路、复位电路、报警电路、仿真接口电路、信号调理电路、隔离保护电路等外围电路。
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[/td][/tr][/table]信号(X方向)，经过变换，所得的信号，经过如图3所示的信号调理电路的箝位、滤波、调制，输入到 DSP的模数转换通道，通过DSP内部的AD转换，DSP就能获取相应的电压信号值。

??? 2.3? 数据采集模块与上位机的通信设计

??? 由于上位机的笔记本电脑带有RS-232接口，TI320LF2407的串行通信接口与RS-232串行口进行DSP与便携式PC机之间的异步通信。两个加速度传感器ADXL105的信号，传输到DSP上，A/D转换完成后，DSP通过串口通信，与笔记本电脑进行数据传输。安装在笔记本电脑上的测试软件通过对串口的操作，实现数据从DSP硬件到文本文档的存贮。

??? DSP的串口电路的设计见图4，该电路采用符合RS－232标准的驱动芯片 MAX232，进行串行通信。MAX232芯片的功耗低、集成度高，＋5V电压供电，具有两个接受和发送通道。由于TI320LF2407采用＋3.3V 供电，所以在MAX232与TI320LF2407之间加了电平匹配电路。整个接口电路简单，可靠性高。
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[/td][/tr][/table]??????? 图5???? 数据采集与分析软件
??? 4? 结束语

??? 本文主要设计了由TI公司的DSP芯片320LF2407A构成的数据采集模块，加速度传感器ADXL105能够实现在水平方向和在垂直方向的两路振动信号的采集。DSP芯片能够顺利的把加速度传感器的输出信号，通过信号调理电路调制，完成A/D转换之后，通过串口和便携式PC实时通讯。